价带

半导体学科术语

价带(英语:valence band),或称价电带,是绝对零度下的固体中电子所在最高能量的区域。在半导体或绝缘体中,价带通常是能被电子占满的最高能带。若给价电带上的电子一个高于能隙的能量,该电子便会跳到传导带中,从而参与导电。价带(valence band)或称价电带,通常是指半导体或绝缘体中,在0K时能被电子占满的最高能带。对半导体而言,此能带中的能级基本上是连续的。全充满的能带中的电子不能在固体中自由运动。

价带(英语:valence band),或称价电带,是绝对零度下的固体中电子所在最高能量的区域。在半导体或绝缘体中,价带通常是能被电子占满的最高能带。若给价电带上的电子一个高于能隙的能量,该电子便会跳到传导带中,从而参与导电。

基本介绍

价带(valence band)或称价电带,通常是指半导体或绝缘体中,在0K时能被电子占满的最高能带。对半导体而言,此能带中的能级基本上是连续的。全充满的能带中的电子不能在固体中自由运动。

但若该电子受到光照,它可吸收足够能量而跳入下一个容许的最高能区,从而使价带变成部分充填,此时价带中留下的电子可在固体中自由运动。价带中电子的自由运动对于与晶体管有关的现象是很重要的。 被价电子占据的能带(低温下通常被价电子占满)。

导带与价带

对于未掺杂的本征半导体,导带中的电子是由它下面的一个能带(即价带)中的电子(价电子)跃迁上来而形成的,这种产生电子(同时也产生空穴——半导体的另外一种载流子)的过程,称为本征激发。在本征激发过程中,电子和空穴是成对产生的,则总是有“电子浓度=空穴浓度”。这实际上就是本征半导体的特征,因此可以说,凡是两种载流子浓度相等的半导体,就是本征半导体。这就意味着,不仅未掺杂的半导体是本征半导体,就是掺杂的半导体,在一定条件下(例如高温下)也可以转变为本征半导体。

价带的能量低于导带,它也是由许多准连续的能级组成的。但是价带中的许多电子(价电子)并不能导电,而少量的价电子空位——空穴才能导电,故称空穴是载流子。空穴的最低能量——势能,也就是价带顶,通常空穴就处于价带顶附近。

价带顶与导带底之间的能量差,就是所谓半导体的禁带宽度。这就是产生本征激发所需要的最小平均能量。这是半导体最重要的一个特征参量。

对于掺杂半导体,电子和空穴大多数是由杂质来提供的。能够提供电子的杂质称为施主;能够提供空穴的杂质称为受主。施主的能级处在靠近导带底的禁带中;受主的能级处在靠近价带顶的禁带中。

数据对比

半导体Eg(eV)ECB(VS. NHE)EVB(VS. NHE)半导体Eg(eV)ECB(VS. NHE)EVB(VS. NHE)Ag2O1.2eV0.191.39AlTiO33.6eV-0.862.74BaTiO33.3eV0.083.38Bi2O32.8eV0.333.13CdO2.2eV0.112.31CdFe2O42.3eV0.182.48Ce2O32.4eV-0.51.9CoO2.6eV-0.112.49CoTiO32.25eV0.142.39Cr2O33.5eV-0.572.93CuO1.7e V0.462.16Cu2O2.2eV-0.281.92CuTiO32.99eV-0.182.81FeO2.4eV-0.172.23Fe2O32.2eV0.282.48Fe3O40.1eV1.231.33FeOOH2.6eV0.583.18FeTiO32.8eV-0.212.59Ga2O34.8eV-1.553.25HgO1.9eV0.632.53Hg2Nb2O71.8eV0.812.61Hg2Ta2O71.8eV0.842.64In2O32.8eV-0.622.18KNbO33.3eV-0.862.44KTaO33.5eV-0.932.57La2O35.5eV-1.973.53LaTi2O74eV-0.63.4LiNbO33.5eV-0.732.77LiTaO34eV-0.953.05MgTiO33.7eV-0.752.95MnO3.6eV-1.012.59MnO20.25eV1.331.58MnTiO33.1eV-0.462.64Nb2O53.4eV0.093.49Nd2O34.7eV-1.633.07NiO3.5eV-0.53NiTiO32.18eV0.22.38PbO2.8eV-0.482.32PbFe12O192.3eV0.22.5PdO1eV0.791.79Pr2O33.9eV-1.262.64Sb2O33eV0.323.32Sm2O34.4eV-1.432.97SnO4.2eV-0.913.29SnO23.5eV03.5SrTiO33.4eV-1.262.14Ta2O54eV-0.173.83Tb2O33.8eV-1.062.74TiO23.2eV-0.292.91Tl2O31.6eV0.051.65V2O52.8eV0.23WO32.7eV0.743.44Yb2O34.9eV-1.483.42YFeO32.6eV-0.22.4ZnO3.2eV-0.312.89ZnTiO33.06eV-0.232.83ZrO25eV-1.093.91Ag2S0.92eV00.92AgAsS21.95eV0.011.96AgSbS21.72eV0.011.73As2S32.5eV0.082.58CdS2.4eV-0.521.88Ce2S32.1eV-0.911.19CoS0eV0.670.67CoS20eV0.990.99CoAsS0.5eV0.460.96CuS0eV0.770.77Cu2S1.1eV-0.061.04CuS20eV1.071.07Cu3AsS41.28eV0.251.53CuFeS20.35eV0.470.82Cu5FeS41eV0.051.05CuInS21.5eV-0.441.06CuIn5S81.26eV-0.410.85Dy2S32.85eV-1.141.71FeS0.1eV0.470.57FeS20.95eV0.421.37Fe3S40eV0.680.68FeAsS0.2eV0.510.71Gd2S32.55eV-0.931.62HfS21.13eV0.211.34HgS2eV0.022.02HgSb4S81.68eV0.311.99In2S32eV-0.81.2La2S32.91eV-1.251.66MnS3eV-1.191.81MnS20.5eV0.490.99MoS21.17eV0.231.4Nd2S32.7eV-1.21.5NiS0.4eV0.530.93NiS20.3eV0.891.19OsS22eV0.242.24PbS0.370.240.61Pb10Ag3Sb11S281.39eV0.091.48Pb2As2S51.39eV0.211.6PbCuSbS31.23eV0.111.34Pb5Sn3Sb2S140.65eV0.451.1Pr2S32.4eV-1.071.33PtS20.95eV1.031.98Rh2S31.5eV0.111.61RuS21.38eV0.391.77Sb2S31.72eV0.221.94Sm2S32.6eV-1.111.49SnS1.01eV0.161.17SnS22.1eV-0.062.04Tb2S32.5eV-0.991.51TiS20.7eV0.260.96TlAsS21.8eV-0.341.46WS21.35eV0.361.71ZnS3.6eV-1.042.56ZnS22.7eV-0.292.41Zn3In2S62.81eV-0.911.9ZrS21.82eV-0.211.61

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